(Phys.org) - Een team van onderzoekers van de Harvard University heeft voor het eerst met succes een molecuul van drie atomen afgekoeld tot bijna het absolute nulpunt. In hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , het team beschrijft hoe ze deze prestatie hebben geleverd en suggereert dat hun techniek kan worden aangepast om moleculen met nog meer atomen te koelen.

Voor vele jaren, wetenschappers hebben atomen met laser afgekoeld tot bijna het absolute nulpunt als onderdeel van onderzoek om te begrijpen hoe atomen werken - de koelere temperaturen vertragen dingen, waardoor je beter kunt kijken. Bij dergelijk werk, atomen worden afgekoeld door verstrooiing van fotonen, die dient om momentum over te dragen - elektronenbindingen worden gedwongen om de fotonen vrij te geven, waardoor de atomen bijna niet meer bewegen. Hetzelfde doen was moeilijker voor moleculen vanwege hun ingewikkeldere structuur, d.w.z., hun vibrationele en roterende vrijheidsgraden.

Een specifiek type laserkoeling van moleculen, Sisyphus-koeling genaamd, omvat het creëren van een golf van laserlicht die ervoor zorgt dat het molecuul in een magnetische toestand wordt uitgezonden zonder interactie met de laser - een ander kleiner magnetisch veld wordt vervolgens gebruikt om het molecuul terug te brengen naar zijn oorspronkelijke staat . Het proces herhaalt zich bij elke stap en veroorzaakt een verlies van kinetische energie waardoor het molecuul koeler en koeler wordt. In deze nieuwe poging de onderzoekers gebruikten deze techniek (magnetisch geassisteerde Sisyphus-laserkoeling) om een ​​molecuul met drie atomen af ​​te koelen tot bijna het absolute nulpunt.

Het molecuul (strontiummonohydroxide-SrOH) werd gekozen vanwege zijn unieke eigenschappen - het bevat een elektron dat niet erg sterk deelneemt aan de binding - wat het team opmerkt, maakte het tot een ideale kandidaat. Het suggereert ook, merkt het team verder op, dat andere moleculen met dezelfde eigenschappen zouden kunnen werken, ook - zelfs sommige met meer atomen. Ze suggereren dat de techniek zou kunnen werken met moleculen met maar liefst 15 atomen, en het kan ook worden gebruikt als onderdeel van de basis voor een kwantumcomputer, omdat het een moleculaire toestand met precisie kan veranderen. Het kan ook nuttig zijn in de chemie, ook, zij merken op, omdat het reacties kan vertragen, betere observatie mogelijk maken, een veel beter detailniveau geven.

© 2017 Fys.org